电容式湿度传感器性能测试方法分析

湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。如何判断湿度传感器的性能，这对一般用户来讲，仍是一件较为复杂的技术问题。针对目前湿度传感器在生产过程中还停留在手工测试所存在的一些问题，对电容式湿度传感器进行了详细地分析，利用电容式湿度传感器的等效形式，阐述了使用复数电压法测量对湿度传感器的测量过程，建立了复数电压法电容式湿度传感器性能测试数学模型。     

湿度传感器封装的研究进展

湿敏芯片的关键元件是湿度传感器，为了延长湿敏元件的使用寿命，提高湿度传感器的性能，必须对湿敏芯片进行封装。本文主要介绍了湿度传感器封装的研究现状和发展趋势，详细描述了TO、SIP、SOP、LCC等几种湿度传感器封装形式的结构、工艺以及特点，指出了各种封装形式的优缺点。并且对湿度传感器封装的发展趋势作了一定的探讨，指出了SOP，LCC等封装方法将是未来湿度传感器的主流封装方法。     

新型陶瓷湿度传感器

日本已开始生产一种型号为H104的湿度传感器在市场销售.这种传感器使用以氧化锌为主要成份的陶瓷制成.目前,在各类湿度传感器中,高分子聚合物薄膜和陶瓷湿度传感器已投入使用.但是,高分子聚合物薄膜湿度传感器不适宜于高湿度环境中工作,而一般陶瓷湿度传感器在每次使用时必须加热,以清除附在传感器表面上的羟基.     

基于聚乙烯醇-铝薄膜的光纤温湿度传感器研究

提出一种基于聚乙烯醇(PVA)-Al薄膜的光纤倏逝波耦合温湿度传感器研究,主要包括湿度测量传感器和温度补偿传感器。湿度测量传感器是在单模光纤(SMF)熔融拉锥后的锥区涂覆一层PVA湿敏材料制成,温度补偿传感器是在湿度测量传感器的表面镀覆一层金属Al薄膜制成。实验结果表明:当锥区长为14.04mm、PVA涂覆层的厚为2.2μm时,湿度测量传感器的湿度灵敏度为0.154 1dBm/%,温度对它的影响为0.019 7dBm/℃,可实现湿度50~98%的测量;当Al薄膜厚为168.63nm时,温度补偿传感器的温度灵敏度为0.019 1dBm/℃,通过实验装置能够实现对湿度测量传感器的温度补偿。     

光电技术在湿度传感器中的应用

湿度是一个重要的物理量,许多环境下需要进行湿度的测量．各种现代意义上的湿度传感器已经逐渐成熟并得到应用．从测量原理的角度,对光电式湿度传感器及其应用作简要介绍、总结,并概要分析此类湿度传感器的发展趋势．     

光纤技术在湿度传感器中的应用

湿度是一个重要的物理量,许多环境下需要进行湿度的测量.各种现代意义上的湿度传感器已经逐渐成熟并得到应用.从测量原理的角度,对光纤式湿度传感器及其应用作简要介绍、总结,并概要分析此类湿度传感器的发展趋势.     

湿度传感元件制备、封装及检测电路设计的研究进展

湿度传感器是一种用于感知环境湿度参数的器件,在气象探测、农业种植、工业制造、馆藏存储等领域应用广泛。湿度传感器的检测特性主要由湿敏材料、检测电极、封装及检测电路共同决定,其中湿敏材料的材料特性和结构特征对传感性能的影响最为显著,也是该领域的研究热点。讨论了湿度传感元件的感湿机理和湿敏材料的分类,介绍了湿度传感器的检测参数及优化,阐述了纳米湿敏材料在湿度传感器中的应用,对常用的湿度传感器封装方案和检测电路设计进行了综述。     

电离式碳纳米管气体湿度传感器

研究了一种新颖的碳纳米管气态离化结构的碳纳米管气体湿度传感器。该传感器具有一对或多对叉指状侧壁电极结构,电极上覆盖一层多壁碳纳米管薄膜,其利用碳纳米管高长径比的尖端电场收敛作用增大局部电场,有效地增强了传感器对气体湿度的敏感性。通过搭建的气体湿度测试平台,对传感器的静态和动态气体湿度特性进行了研究,结果显示传感器对60%以上相对气体湿度表现出了较强的灵敏度。与吸附式等传统气体湿度传感器对比,该气体湿度传感器具有较快的响应速度(约为0.15 s)和回复速度(约为0.6 s),较传统湿度传感器高了一个数量级,能够用于实时并且快速的气体湿度参量标定。     

无需电池供电的远程湿度传感器

使用交流电源和电池给远程湿度传感器供电是不可取的,因为如果你把远程湿度传感器安装在不易接近的地方,如烟囱、冷藏室或暗房,则这些电源由于难以维护而会令人烦恼。图1示出了一种可从湿度传感器电路中去掉电源的简单方法。湿度传感器电路使用了一个HumireI公司生产的     

光纤光栅湿度传感器在防蚁接头盒中的应用

光纤光栅湿度传感器可用于防蚁接头盒测量盒内的空气湿度,本文介绍了光纤光栅湿度传感器和防蚁接头盒的工作原理与结构,并阐述了光纤光栅湿度传感器在防蚁接头盒应用的意义。     

基于氧化石墨烯-聚乙烯醇薄膜的光纤光栅湿度传感器

为提高光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)对环境湿度的敏感性,本文提出将氧化石墨烯-聚乙烯醇溶液涂覆在FBG上进行湿度增敏。首先对传感器的湿度响应进行了理论研究,然后使用提拉镀膜法制作了传感器样品,实验讨论了湿敏溶液的混合比例和薄膜厚度对湿度灵敏度的影响。进一步的实验研究结果表明:当氧化石墨烯和聚乙烯醇溶液的混合比例为9∶1,涂覆 厚度为89 μm时,在相对湿度 50%—60%RH(relative humidity)的 湿度范围内,传感器的湿度灵敏度为2.3 pm/%RH;在60%—70%RH的 湿度范围内,传感器的湿度灵敏度为7.7 pm/%RH;在70%—80% RH的湿度范围内,湿度灵敏度为47.2 pm/%RH。传感器的温度灵敏度为13.2 pm/℃,湿度测量的不稳定性为0.064 7% RH,响应和 恢复时间分别为0.84 s和11.46 s。该传感器制作简便、湿度灵敏度高、稳定性好,具有较大的应用潜力。     

细芯长周期光纤光栅构成的湿度传感器

利用高频CO₂激光器分别在细芯光纤和普通单模光纤中刻写了光栅周期参数相同的长周期光纤光栅,然后采用提拉法分别在这两个长周期光纤光栅的包层表面涂覆了聚乙烯醇(PVA)薄膜,构造了两款光纤湿度传感器。对比研究了这两款光纤湿度传感器的湿度与温度传感特性。实验结果表明,两款湿度传感器通过解调透射谱的波长偏移,实现了环境相对湿度(RH)的测量。同时,在环境湿度高时具有很高的湿度灵敏度,在环境湿度低时灵敏度较低。细芯长周期光纤光栅湿度传感器对湿度变化的响应时间短响应速度更快,同时它对环境温度变化的敏感度低,环境温度变化对湿度测量交叉敏感小。设计的湿度传感器结构简单、成本低、制作方便、灵敏度高、响应快速,在分析化学、环境监测和生物传感方面有一定应用前景。     

电容型湿度传感器模型计算与分析

以菲克第二扩散定律为基础,建立湿度传感器器件三明治结构模型,对聚酰亚胺电容型湿度传感器进行全面数值模拟,分析其电场分布、升降湿的动态过程及响应时间,并与实验结果进行对比分析.引入了自由体积理论对湿度传感器升、降湿过程的影响,使模拟过程更加符合实际情况,结果显示模拟结果和实验数据吻合良好,并根据对模拟结果分析,发现电极宽度是制约传感器性能的关键参数.该模型能够较准确预测制备的电容型湿度传感器性能,以此来指导高性能湿度传感器研究.     

基于烛灰纳米颗粒层的高灵敏度MEMS湿度传感器

提出了一种基于烛灰纳米颗粒层的高灵敏度、快速响应的微电子机械系统(MEMS)湿度传感器。该湿度传感器的制备工艺简单方便、成本低廉,仅包括烛灰纳米颗粒层的沉积、烛灰纳米颗粒层表面的氧等离子体亲水化处理和金属电极的制备三个步骤。实验表明,在30%～90%相对湿度内,该MEMS湿度传感器的灵敏度高达4.17 MΩ/%RH,响应和恢复时间分别为2 s和8 s,同时具有较好的稳定性和重复性。此外,使用此传感器对呼吸频率进行检测,实验结果表明此湿度传感器可以精确地跟踪人的呼吸,因此所研究的湿度传感器在生物医学、环境监测等领域具有潜在应用。     

一种湿度检测电路的设计

湿度是工农业生产和人民日常生活非常重要的环境因素,为了达到稳定、高亮度和快速的显示,采用电容式湿度传感器和单片机结合的方法设计了湿度检测电路,给出了传感器、单片机、A/D转换、显示等元器件和单元电路选择和设计的依据。检测时,湿度传感器HM1500感受湿度变换成电信号送ADC0809转换后经单片机C51处理,由MAX7219控制显示。检测电路具有原理清楚、结构简单、灵敏度高、稳定性好以及高亮度数码显示等特点。     

基于WS_2纳米片的柔性湿度传感器制备与测试

提出了一种基于WS_2纳米片的聚酰亚胺柔性湿度传感器,传感器柔性薄膜和叉指电容电极分别采用加热亚胺化工艺和丝网印刷制备得到,其制备工艺简单,成本低廉。实验表明该柔性湿度传感器能够测量25%RH～85%RH的湿度,且在高湿度范围内(60%RH～85%RH),该柔性湿度传感器的灵敏度高达50.42 pF/%RH。传感器的响应和恢复时间分别为11和26 s,具有较好的稳定性和重复性。此外,该柔性传感器的呼吸性能测试结果表明,其能够用于监测时间间隔为2～10 s的呼吸状态,暗示该传感器可用于某些和呼吸频率有关的疾病诊断。     

简单实用的湿度监控仪

通常用的湿度传感器都是电压、电流输出类型,因此对湿度的检测一般都需要先通过毫伏放大器,将微弱输入信号给予放大,然后经过模数转换芯片,将模拟信号转换为数字信号,再送给计算机去进行处理。本文介绍一种阻抗输出薄膜式湿度传感器的湿度监控仪,是利用湿度传感器、电容、与非门构成单稳态电路,将湿度的变化所相应的阻抗值变化变换为单稳态电路输出的脉宽变化,然后由单片微机对脉宽进行计数,变换成了数字量的变化。这种湿度监控仪具有简单、经济的特点。由于它将单片微型计算机MCS-51的8031作为控制部件,这就使本仪器具有抗干扰能力强、可靠性高、体积小等特点。因此本仪器具有一定的推广使用价值。我们使用的湿度传感器是广泛应用于气象部门,放于气球中测量室外大气中空气湿度的肠衣薄膜式湿     

光学湿度传感器

介绍了光学湿度传感器及其机理,阐述了光湿敏薄膜材料与制备方法,总结了光学湿度传感器的发展现状,重点介绍了近年来发展的各种光学检测方法,最后提出了光学湿度传感器今后的研究发展方向.     

电气测量技术及仪器

TM93 2005031498 新型数字干湿球湿度传感器/吴振宇,毛德样,吴超(大连理工大学)// 传感器技术.-2004,23(11).-48-50 传统的湿度传感器由于存在准确度不高、没有数字化、线性度不好以及寿命短等方面的问题,在使用和测量时极为不便.基于干湿球测量湿度的原理,设计开发了一种以DS18820单片温度传感器和单片机AT89C2051为核心的干湿球型湿度传感器,较好地解决了传统传感器在准确度、线性度以及使用寿命方面的问题.图3参4(李)     

纸基PVA无芯片RFID湿度传感器

传统湿度传感器制造工艺复杂、需有线连接信号,对此,文中提出一种纸基无芯片射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)湿度传感器。为提升传感器谐振特性,选择非对称开口环内部分布式加载金属碎片作为传感器结构,聚乙烯醇(PVA)作为湿敏材料,使用遗传算法和HFSS射频仿真软件来设计并优化传感器结构。以喷墨打印技术制作传感器样品,采用滴涂法在传感器表面分别制备了5%、10%、15%三种质量浓度比的PVA薄膜。湿敏特性仿真及测试结果一致表明：PVA与纸基底协同作用可显著提高传感器灵敏度。随PVA浓度增加灵敏度增加,15%PVA传感器灵敏度最高,高湿灵敏度达到12.22 MHz/%RH,但随PVA浓度增加恢复特性变差,5%PVA湿度传感器具有良好的恢复特性,恢复度达83.87%。通过长期多次实验验证了PVA纸基湿度传感器具有良好的温度稳定性与中长期稳定性。与同类研究成果对比,文中设计在感湿范围及灵敏度方面有优势且制造工艺更简单,为低成本湿度传感器的大规模使用提供了可能。